药明康德AI/报道
在2017年 Facebook 开发者F8大会上，Facebook 宣布其脑机接口(brain–computer interface, BCI)计划。Facebook 当时称：要构建、实现非侵入性可穿戴设备的目标，同时还要让该设备能通过默想人们自己说的话进行打字。两年过后，当日雄心是否实现？近日，Facebook 与加州大学旧金山分校（UCSF）华裔教授 Edward Chang 团队合作，打造了一个脑机接口，可以实时从大脑信号解码问答对话和语音，这也是全球首个实时解码大脑信号的问答语音项目，未来或可用于增强现实眼镜中。UCSF也在《自然-通讯》上发表了该篇论文。
图片来源：参考资料[3]
这项研究取得的突破性进展，未来可能有助于证明可穿戴大脑控制设备的可行性，也揭示了AR头戴设备输入和互动能力的新潜力。对于神经伦理学家们来说，科技的突破则需要他们快速制定人类的规则，比如，关于如何在不触碰道德伦理底线的情况下，收集、存储和使用大脑数据。Facebook 表示，目前 Edward Chang 教授的团队正以“建立与语言障碍人士沟通的能力”作为脑机接口的近期目标而不断努力。Edward Chang 表示，该研究结果正朝着神经植入物的方向迈出的重要一步，它可以帮助因中风、脊髓损伤或其他因疾病而失去说话能力的人恢复正常交流。对于 Facebook 来说，他们最终想要创造出便携的脑机接口设备，能够测量更接近目前用植入电极记录的神经信号，甚至有一天可以解码无声语音。据估计，该技术还需10年左右可完全实现。
Edward Chang团队：提高解码大脑活动的准确性
研究进行到今年4月时，UCSF研究团队首次推出了可以直接解码大脑信号中的语音脑机接口。近日发布的这项研究，研究团队则是要提高解码大脑活动的准确性。目前，研究团队正在解码来自大脑两个不同部位的两种信息，并将它们作为语境，其结果对解码的准确性产生了相当大的影响。解码准确性的提升基于一个概念：添加语境。研究团队使用电极，并植入三名接受癫痫治疗的患者的大脑中，团队记录实验期间患者大脑活动；同时，受试患者被要求听一组事先录制的问题，并大声说出他们的回答。接着，研究团队使用受试患者的大脑活动数据来训练机器学习算法；随后受试患者会被再次要求对问题进行作答，这时算法便会利用患者们的脑部活动来判断他们是否在听或说，然后尝试解码这些语音。目前现有的多数语音解码器的工作原理是：对一个人在想什么声音做出最佳猜测，对此大脑解码器可能会将发音相似的单词混淆。比如，“synthesizer”(合成器)和“fertilizer”(肥料)，这两个单词在英语中发音相似。
UCSF研究的新系统则增加上下文语境来帮助AI区分这些单词。首先，该算法预测从一组已知问题中听到的信息，比如“What do you spread on field（你在田野上撒了什么）?”然后，这些信息会被用作上下文语境，来帮助预测答案:“Fertilizer（肥料）。”这样就可以避免发音详细单词混淆的情况。
▲ 问（蓝色）答（红色）任务中实时语音解码原理图
（图片来源：参考资料[3]）
可见，通过添加语境，人工智能会更容易预测答案。经过试验得知，该系统能够解码语音和对话的准确率分别高达76%和61%。未来，研究团队会继续提升该系统学习更多词汇量的能力。
▲ 实验问题答案集（图片来源：参考资料[3]）
脑接机口“隐私问题”
有赞成必有怀疑。对于科技公司要连接大脑，通过机器读取人类思想、采集数据，有人感到怀疑。上个月，Facebook 就因未经授权，公开用户私人数据被罚款50亿美元。人们也不禁疑问，对于隐私数据安全工作，Facebook 能否做到位？来自杜克大学(Duke University)的 Nita Farahay 教授便对新技术存疑。他认为，人类大脑有思想、幻想、异见自由的权利，在未知风险、几乎没有保护措施的情况下，脑机接口似乎是在跨越人类隐私以及思想自由的边界。苏黎世联邦理工学院（ETH in Zurich）研究员 Marcello Ienca则认为，业界持疑十分正常，大脑所传达的数据涉及个人隐私、敏感信息，研究机构必需确保数据信息不会出现泄漏的情况。然而，处于舆论风口浪尖的 Facebook 在保护数据安全这方面，仍有待加强。Facebook 相关人士表示，数据安全问题无需担心，不断发展的数据技术更会为安全储存大脑数据提供有利条件。至于人们是否可以真的完全不用担心个人数据泄露问题，还有待时间的验证。Facebook与 Neuralink 的“马拉松”
还记得上月中旬，马斯克高调宣布 Neuralink 公司发布的脑机接口技术吗？与之形成鲜明对比，Facebook 显得低调不少。那么这两家的脑机接口本质上区别到底在哪呢？Facebook 最终想要制造借助于红外光从外部接收大脑信号的 AR 头戴设备，而Neuralink 则是开发包含 3000 个柔性电极的可植入阵列并将其植入人脑，以增强脑功能。
图片来源：Pixabay
这两家公司一前一后宣布，颇具火药味，也难免让外界怀疑，他们是否在竞争？从现实角度来说，有竞争才有进步，脑机接口能否真正实现更像一场耐力赛而非冲刺跑，需要时间加以验证。不管哪家公司能先将其技术投入商业化使用，新技术的实现最终一定是基于“利好人类发展”这一大前提。题图来源：Pixabay
[1] Facebook is funding brainexperiments to create a device that reads your mind, Jul 30 2019 from https://www.technologyreview.com/s/614034/facebook-is-funding-brain-experiments-to-create-a-device-that-reads-your-mind/[2] FacebookCloser to Augmented Reality Glasses With Brain Implant That Decodes DialogueFrom Neural Activity Jul 30 2019, fromhttps://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/brain-implant-decodes-dialogue-from-neural-activity[3] Real-timedecoding of question-and-answer speech dialogue using human cortical activityJul 30 2019,from https://www.nature.com/articles/s41467-019-10994-4.pdf[4] Facebook脑机革命来了！华裔科学家领衔全球首个实时解码大脑信号项目,Jul 31 2019 fromhttps://mp.weixin.qq.com/s/y9InGuGgXh_nsGegzKuq2g更多文章精选
点击图片阅读：走出迷雾，6个AI系统获得FDA批准，将应用于医疗健康领域
点击图片阅读：进展不断！生物界"AlphaGo"们挑战蛋白质折叠问题
点击图片阅读：不光能下围棋，研发阿尔法狗的DeepMind公司公布最新医疗人工智能成果